Единицы измерения в дифманометрах
Многие цифровые дифманометры могут показывать результат в разных единицах: mBar, Bar, kPa, Psi, oz/in², kgf/cm², mmHg, inHg, cmH₂O, inH₂O, ftH₂O. На первый взгляд это запутывает, но на самом деле все они измеряют одно и то же – давление (точнее, силу, которая приходится на единицу площади). Различаются лишь «линейки»: исторически давление измеряли по-разному в разных странах и отраслях, отсюда и разнообразие единиц. Разберём, откуда каждая происходит, где применяется и как они связаны между собой.
Метрические единицы (система СИ)
Паскаль (Pa) и килопаскаль (кПа). Названы в честь французского учёного XVII века Блеза Паскаля, который исследовал давление в жидкостях и газах. Паскаль – основная единица давления в системе СИ. 1 Па – это сила 1 ньютон на площадь 1 м². Паскаль очень мал, поэтому на практике чаще берут килопаскаль (1 кПа = 1000 Па). кПа – удобная инженерная единица, распространённая в Европе и в украинских нормативах.
Бар (Bar) и миллибар (мбар). Название происходит от греческого baros («вес»). Один бар примерно равен атмосферному давлению на уровне моря (1 бар = 100 кПа = 100 000 Па). Бар удобен именно тем, что близок к привычному атмосферному давлению, поэтому широко применяется в технике, гидравлике, для давления в трубопроводах и шинах. Единицу миллибар (1 мбар = 1/1000 бара = 100 Па) традиционно используют в метеорологии.
Единицы «водяного столба»
Сантиметр, дюйм и фут водяного столба (cmH₂O, inH₂O, ftH₂O). Эти единицы пришли из жидкостных U-образных манометров, где давление уравновешивается столбом воды (чем выше столб, тем больше давление). Они интуитивно понятны (давление = высота столба жидкости) и наиболее удобны для малых давлений – вентиляции, дымоходов, давления воздуха в каналах, медицинских приборов. 1 см вод.ст. ≈ 98 Па. Соотношение внутри семейства простое: 1 фут = 12 дюймов, 1 дюйм = 2,54 см.
Единицы «ртутного столба»
Миллиметр и дюйм ртутного столба (mmHg, inHg). Исторически – это самые давние «столбовые» единицы и происходят от ртутного барометра Эванджелисты Торричелли (1643 год). Ртуть в 13,6 раза плотнее воды, поэтому её столб значительно короче водяного при том же давлении, что удобно для компактных приборов. 1 мм рт.ст. (он же торр) ≈ 133 Па. Ртутные единицы широко применяют в медицине (артериальное давление), вакуумной технике и барометрии. Дюйм ртутного столба (inHg) распространён в США и авиации, 1 дюйм = 25,4 мм.
Имперские единицы «сила / площадь»
Фунт на квадратный дюйм (psi) и унция на квадратный дюйм (oz/in²). Это англо-американские единицы. Psi – это сила в фунтах на площадь в квадратный дюйм. Единица фактически является промышленным стандартом в США и очень распространена в технике (шины, гидравлика, пневматика), 1 psi ≈ 6895 Па. Унция на квадратный дюйм (oz/in²) – это «более мелкая» единица для малых давлений, поскольку в фунте 16 унций, 1 psi = 16 oz/in². Её применяют, например, для газовых приборов низкого давления.
Техническая единица
Килограмм-сила на квадратный сантиметр (kgf/cm²). Техническая метрическая единица, очень распространённая на старых манометрах, в том числе постсоветских и европейских. Это сила в один килограмм-силу на квадратный сантиметр, и она почти равна одной атмосфере (1 kgf/cm² ≈ 0,98 бар ≈ 98,07 кПа), поэтому её называют «технической атмосферой». Постепенно вытесняется барами и паскалями, но до сих пор встречается на шкалах приборов и в документации.
Как единицы связаны между собой
Внутри каждого «семейства» соотношения простые и круглые:
- метрические: 1 бар = 100 кПа = 1000 мбар = 100 000 Па;
- водяной столб: 1 ftH₂O = 12 inH₂O; 1 inH₂O = 2,54 cmH₂O;
- ртутный столб: 1 inHg = 25,4 mmHg;
- имперские: 1 psi = 16 oz/in²;
- техническая: 1 kgf/cm² ≈ 1 атмосфера.
А вот чтобы переходить между семействами, нужны переводные коэффициенты. Ниже – сводная таблица пересчёта всех упомянутых выше единиц.
| mBar | Bar | kPa | Psi | oz/in² | kgf/cm² | mmHg | inHg | cmH₂O | inH₂O | ftH₂O | |
| mBar → | 1 | 0,001 | 0,1 | 0,01450 | 0,2321 | 0,001020 | 0,7501 | 0,02953 | 1,0197 | 0,4015 | 0,03346 |
| Bar → | 1000 | 1 | 100 | 14,504 | 232,06 | 1,0197 | 750,06 | 29,530 | 1019,7 | 401,46 | 33,455 |
| kPa → | 10 | 0,01 | 1 | 0,1450 | 2,3206 | 0,01020 | 7,5006 | 0,2953 | 10,197 | 4,0146 | 0,3346 |
| Psi → | 68,948 | 0,06895 | 6,8948 | 1 | 16 | 0,07031 | 51,715 | 2,0360 | 70,307 | 27,680 | 2,3067 |
| oz/in² → | 4,3092 | 0,004309 | 0,4309 | 0,0625 | 1 | 0,004394 | 3,2322 | 0,1273 | 4,3942 | 1,7300 | 0,1442 |
| kgf/cm² → | 980,66 | 0,98067 | 98,067 | 14,223 | 227,57 | 1 | 735,56 | 28,959 | 1000 | 393,70 | 32,808 |
| mmHg → | 1,3332 | 0,001333 | 0,1333 | 0,01934 | 0,3094 | 0,001360 | 1 | 0,03937 | 1,3595 | 0,5352 | 0,04460 |
| inHg → | 33,864 | 0,03386 | 3,3864 | 0,4912 | 7,8585 | 0,03453 | 25,4 | 1 | 34,532 | 13,595 | 1,1329 |
| cmH₂O → | 0,98067 | 0,000981 | 0,09807 | 0,01422 | 0,2276 | 0,001 | 0,7356 | 0,02896 | 1 | 0,3937 | 0,03281 |
| inH₂O → | 2,4909 | 0,002491 | 0,2491 | 0,03613 | 0,5780 | 0,00254 | 1,8683 | 0,07356 | 2,54 | 1 | 0,08333 |
| ftH₂O → | 29,891 | 0,02989 | 2,9891 | 0,4335 | 6,9364 | 0,03048 | 22,420 | 0,8827 | 30,48 | 12 | 1 |
Значения в таблице приведены для стандартных условий: водяной столб – при температуре 4°C, ртутный – при 0°C. В приборах возможны минимальные расхождения из-за других референсных температур.
Какую единицу выбирать на практике
На самом дифманометре единицу выбирают под задачу и привычный «язык» отрасли:
- малые перепады (вентиляция, дымоходы, фильтры, чистые помещения) – удобны cmH₂O, inH₂O, мбар или паскали;
- давление жидкостей, гидравлика, напорные системы – бар, kPa, psi;
- работа со старым оборудованием или документацией – kgf/cm² («техническая атмосфера»);
- сравнение с нормой или с другим прибором – переходите на ту единицу, в которой задана норма, воспользовавшись таблицей выше.
Главное помнить: сама физическая величина не меняется – 5 кПа это то же самое, что 50 мбар или ≈0,725 psi. Меняется лишь единица, в которой вы её записываете.
